Verschil tussen sterkte en stijfheid

Belangrijkste verschil - sterkte versus stijfheid

Sterkte en stijfheid zijn twee fysieke eigenschappen van materialen. Beide termen beschrijven hoe sterk het materiaal is, maar hebben andere definities. Kracht is het vermogen van een object of substantie om grote kracht of druk te weerstaan. Stijfheid is de stijfheid van een object (de mate waarin het bestand is tegen vervorming in reactie op een uitgeoefende kracht). Daarom is er een verschil tussen sterkte en stijfheid, hoewel ze onderling uitwisselbaar worden gebruikt. Het belangrijkste verschil tussen sterkte en stijfheid is dat kracht is het vermogen van een object om weerstand te bieden zonder te breken, terwijl stijfheid het vermogen is van een object om vervorming te weerstaan ​​wanneer een spanning wordt uitgeoefend.

Key Areas Covered

1. Wat is kracht?
      - Definitie, verschillende typen, vervorming
2. Wat is Stijfheid
       - Definitie, verschillende typen, formule
3. Wat is het verschil tussen kracht en stijfheid
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: vermoeiingssterkte, slagvastheid, stijfheid, sterkte, treksterkte, opbrengststerkte

Wat is kracht?

De sterkte van een stof is het vermogen van die stof om grote kracht of druk te weerstaan ​​zonder breuk of plastische vervorming. Plastic vervorming is de permanente vervorming of verandering in de vorm van een vast lichaam zonder breuk onder de werking van een aanhoudende kracht. Daarom beschrijft de term sterkte het vermogen van een stof om een ​​kracht te ondersteunen zonder fysiek falen.

Er zijn verschillende termen gebruikt om kracht te beschrijven. Al deze termen verklaren enkele specifieke fysieke eigenschappen van materie. Sommige van deze termen worden hieronder gegeven.

• Slagsterkte - het vermogen van een stof om plotseling uitgeoefende kracht te weerstaan.
• Treksterkte - de maximale spanning die een stof kan weerstaan ​​zonder te worden uitgerekt of te breken.
• Opbrengststerkte - de minimale spanning die nodig is om een ​​permanente vervorming in een substantie te maken
• Vermoeidheidskracht - de hoogste spanning die een materiaal kan weerstaan ​​voor een bepaald aantal cycli zonder te breken. Dit staat ook bekend als uithoudingsvermogen.

Er zijn verschillende soorten, zoals ductiele stoffen, brosse stoffen, elastische stoffen, enz. De sterkte van deze stoffen varieert afhankelijk van het type stof. De sterkte van een brosse substantie is bijvoorbeeld het vermogen van die substantie om een ​​aangebrachte spanning te weerstaan ​​zonder te breken, terwijl de sterkte van een ductiele substantie het vermogen van die substantie is om een ​​aangebrachte spanning te weerstaan ​​zonder enige plastische vervorming..

Figuur 1: Typische spanning-rekcurve voor een kneedbaar materiaal

De bovenstaande curve toont de spanning-rekcurve voor een ductiel materiaal. Een ductiel materiaal is een stof die zonder breuk in dunne draden kan worden getrokken. De vloeigrens geeft de minimale sterkte die nodig is om het materiaal permanent te vervormen tot een draad. Ultieme sterkte is de maximale sterkte die het materiaal kan weerstaan ​​tijdens het vervormen.  

Wat is Stijfheid

Stijfheid is de stijfheid van een object. Stijfheid verwijst naar het vermogen om vervorming te weerstaan. Het is de weerstand tegen functioneel falen. Stijfheid is het tegenovergestelde van flexibiliteit. Een flexibelere substantie is, minder stijf. Deze term wordt voornamelijk gebruikt voor elastische stoffen, omdat brosse stoffen geen vervorming ondergaan.

Stijfheid kan als volgt worden uitgedrukt:

K = F / δ

• K is de stijfheid
• F is de toegepaste kracht
•  8 is de vervorming

Figuur 2: Stijfheid van een substantie die gebogen kan zijn

Stijfheid wordt gegeven door de eenheid N / m. Dit komt omdat de eenheid voor toegepaste kracht N (Newton) is en de vervorming wordt gegeven door m (meters). Deze vervorming is vaak een lengteverandering. Er zijn verschillende soorten stijfheid.

• Rotatie stijfheid - dit wordt gegeven door het toegepaste moment gedeeld door de rotatie
• Axiale stijfheid - dit wordt gegeven voor een object in spanning of compressie.

Verschil tussen sterkte en stijfheid

Definitie

Sterkte: De sterkte van een stof is het vermogen van die stof om grote kracht of druk te weerstaan ​​zonder breuk of plastische vervorming.

Stijfheid: Stijfheid is de stijfheid van een object.

Vermogen

Sterkte: Kracht beschrijft het vermogen van een object om stress te weerstaan ​​zonder te breken of plastische vervorming.

Stijfheid: Stijfheid beschrijft het vermogen van een voorwerp om weerstand te bieden aan de vervorming wanneer een spanning wordt uitgeoefend.

Mislukking

Sterkte: Kracht is gerelateerd aan het fysieke falen van een stof.

Stijfheid: Stijfheid houdt verband met het functionele falen van een stof.

stoffen

Sterkte: Kracht wordt geassocieerd met zowel elastische als brosse stoffen.

Stijfheid: Stijfheid is vooral van toepassing op elastische stoffen.

Verschillende soorten

Sterkte: Verschillende soorten sterktes zijn slagvastheid, treksterkte, vermoeidheidssterkte, vloeisterkte, enz.

Stijfheid: Verschillende soorten stijfheid omvatten rotatiestijfheid en axiale stijfheid.

Conclusie

Sterkte en stijfheid zijn twee fysieke eigenschappen van stoffen. Het belangrijkste verschil tussen sterkte en stijfheid is dat sterkte het vermogen is van een object om een ​​spanning te weerstaan ​​zonder te breken, terwijl stijfheid het vermogen is van een object om weerstand te bieden aan de vervorming wanneer een spanning wordt uitgeoefend.

Referentie:

1. "Sterkte van materialen." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 januari 2018, hier beschikbaar.
2. "Fysieke eigenschappen testen: treksterkte, buigsterkte, impact." ELTEK International Laboratories, hier beschikbaar.
3. Stijfheid. Engineering Tool Box, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Beam Stiffness" door Ootsuka02 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Spanningsbelasting nodulair materiaal" door opsplitsing - eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia